Los aceros para herramientas son héroes desconocidos, que tocan indirectamente casi todos los aspectos de la vida moderna. Muchos de los objetos cotidianos que encontramos se perforan, se prensan, se forman, se dibujan o se moldean utilizando aceros para herramientas que deben ser más fuertes, resistentes y duros que los artículos que ayudan a crear.
A lo largo de los años, los metalúrgicos han ajustado las fórmulas de los aceros de aleación para satisfacer necesidades o condiciones de trabajo específicas. Como resultado, existen docenas de tipos de acero para herramientas.
Las propiedades específicas de los aceros para herramientas S7, D2 y A2, que se encuentran entre los más populares en las aplicaciones industriales y de fabricación de hoy en día, se analizan con más detalle a continuación. Sin embargo, el código de acero para herramientas AISI/SAE clasifica los aceros para herramientas en función de las características básicas de la aplicación y del material.
Aquí se puede encontrar información adicional sobre el material, el procesamiento y la aplicación de una amplia gama de tipos de acero para herramientas.
Propiedades del acero para herramientas S7
El acero para herramientas S7 es una formulación versátil adecuada para el servicio de trabajo en frío y en caliente. Tiene una concentración de carbono relativamente baja en comparación con los aceros D2 y A2 (0,45 – 0,55%) y bastante menos cromo (3,00 – 3,50%). Presenta una excelente resistencia al impacto y a los golpes y una buena resistencia al reblandecimiento a altas temperaturas. El S7 es comparativamente menos resistente al desgaste, pero es muy duro. Resiste bien la distorsión durante el tratamiento térmico.
Es la más blanda de las formulaciones de acero comparadas en este artículo, alcanzando un rango de dureza de trabajo típico entre 48 – 58 HRC. Su «punto dulce» de dureza es de 54 – 56 HRC y un límite elástico de 235 ksi a un temple de 500 grados Fahrenheit. En estos niveles alcanza un buen equilibrio entre resistencia y ductilidad.
Las propiedades del acero para herramientas S7 lo convierten en el tipo preferido para remachar, entallar, cortar en frío y doblar matrices; remachadoras de toro, rompedoras de hormigón, clavijas, placas de perforación y cubos.
Propiedades del acero para herramientas D2
Esta formulación de trabajo en frío y endurecimiento por aire presenta concentraciones muy altas de carbono y cromo (1,40 – 1,60% y 11,00 – 13,00%, respectivamente). Es muy resistente al desgaste y la alta concentración de cromo le confiere una leve resistencia a la corrosión.
El D2 es menos duro que los aceros para herramientas S7 y A2, pero presenta una estabilidad decente durante el tratamiento térmico. Es difícil de mecanizar y rectificar y ofrece una resistencia media o alta al reblandecimiento cuando se utiliza a altas temperaturas. El D2 puede alcanzar un rango de dureza templada aproximado entre 54 – 61 HRC y presenta un límite elástico de compresión aproximado de entre 275 ksi y 319 ksi a medida que aumenta la dureza.
El acero para herramientas D2 se utiliza a menudo para fabricar matrices de corte, matrices de conformación en frío, matrices de estampación, cortadoras, punzones, matrices de corte y matrices de laminación de roscas para aplicaciones en las que no es necesaria una dureza excepcional.
Propiedades del acero para herramientas A2
El A2 también es un acero para herramientas de endurecimiento al aire, pero incluye menos de la mitad de cromo (4,75 – 5,50%) y un poco menos de carbono (0,95 – 1,05%) que el D2. Es muy resistente al desgaste y moderadamente duro. Al igual que el D2, es increíblemente resistente a la distorsión durante el tratamiento térmico y es moderadamente mecanizable y rectificable.
Los rangos de dureza populares para el A2 oscilan entre 57 – 62 HRC con un rango de límite elástico entre 185 ksi – 230 ksi.
Esta formulación se encuentra comúnmente en matrices de acuñamiento, extrusión, recorte, rodillos de rosca y grandes matrices de corte; punzones largos, rodillos, cubos maestros, mandriles, cuchillas de cizalla, cortadoras y herramientas de precisión.
Los aceros para herramientas S7, D2 y A2 suelen endurecerse siempre en hornos de vacío para preservar perfiles de superficie limpios y suaves.
El papel del tratador térmico
Un tratamiento térmico adecuado es vital para el rendimiento del acero para herramientas. Sin él, las herramientas industriales críticas, como los punzones, las formas, las piezas en bruto o las cizallas, no podrían realizar con éxito su trabajo repetitivo.
Tomamos un enfoque de diagnóstico cuando alguien acude a nosotros con un desafío de acero para herramientas. Nuestros metalúrgicos, que conocen bien las propiedades de los aceros para herramientas S7, D2 y A2, se hacen muchas preguntas, entre ellas:
- ¿Para qué está diseñada la pieza?
- ¿Cuál es su composición material?
- ¿Con qué materiales trabaja?
- ¿Con qué frecuencia se utiliza?
- Si la pieza falló, ¿cómo falló?
- ¿Qué puntos de datos específicos puede compartir con respecto a su uso regular o durante su fallo?
Podemos ayudar a diagnosticar el problema basándonos en lo que aprendemos. Es posible que necesite un ligero cambio de diseño. Puede que necesite utilizar un acero para herramientas diferente con tolerancias que se ajusten mejor a su aplicación. Puede que tenga que considerar procesos de fabricación alternativos. Cualquiera que sea el caso, nosotros le guiaremos.
Esto se debe a que nuestra misión es ofrecer una calidad superior de las piezas al tiempo que añadimos valor a su operación. Nuestra guía de introducción al tratamiento térmico puede ayudarle a saber más sobre cómo logramos esa misión. Si tiene más preguntas sobre cómo abordar un desafío de acero para herramientas en su instalación, póngase en contacto con nosotros ahora.